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低碳鋁鎮靜鋼LCAK鋼酸洗后表面山水畫缺陷分析及控制措施
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-03-11
低碳鋁鎮靜鋼（LowCarbonAluminum killedsteel，簡稱LCAK鋼）是包括冷軋基料和熱軋酸洗板等諸多牌號的一大類鋼種。
?低碳鋁鎮靜鋼（LowCarbonAluminum?killedsteel，簡稱LCAK鋼）是包括冷軋基料和熱軋酸洗板等諸多牌號的一大類鋼種。其中，熱軋酸洗板是以優質熱軋板帶為原料，經酸洗生產線去除氧化層，表面質量和使用要求（主要是冷彎成型或沖壓性能）介于熱軋板和冷軋板之間的中間產品，是部分冷軋板理想的替代產品，其質量要求要高于熱軋板，而部分熱軋酸洗板需達到冷軋板的質量要求。
????在實際生產中發現，LCAK鋼酸洗后存在的表面質量缺陷主要有麻點、凹坑、白斑、劃傷、欠酸洗和過酸洗等，上述各類缺陷形成原因較明確，控制手段易于提出。然而，LCAK鋼酸洗后表面大批量存在黑色、絲狀和蜿蜒分布的線狀缺陷，由于其形狀類似國畫中的山水畫，故稱為山水畫缺陷。本文從山水畫缺陷的微觀分析入手，結合現場工藝實際，明確了LCAK鋼山水畫缺陷形成的機理，提出了系統的控制措施。
????山水畫缺陷的表現及影響
????山水畫缺陷主要為熱軋LCAK鋼經酸洗后表現出來的一種表面缺陷，而熱軋卷表面并未存在明顯異常，不同鋼種和不同規格的熱軋卷經酸洗后山水畫缺陷均有存在。其中，LCAK鋼山水畫缺陷最嚴重，在帶鋼表面分布面積也最廣。當山水畫缺陷較嚴重時，連退成品表面仍可觀察到山水畫缺陷，產品用于家電和汽車等外板時無法滿足客戶要求，尤其是當客戶采用電鍍鋅工藝處理后，此種缺陷顯現明顯，嚴重影響產品外觀質量。
????為進一步分析酸洗時間對山水畫缺陷的影響，針對低碳鋁鎮靜鋼熱軋卷試樣進行了模擬酸洗試驗。酸液為1：1的鹽酸水溶液，進行常溫電解酸洗。對于出現山水畫表面缺陷試樣，采用延長酸洗時間的方法進行不同酸洗時間下表面缺陷觀察，腐蝕時間分別為10、20min。結果表明，延長酸洗時間無法消除試樣表面山水畫缺陷。
????采用SEM（掃描電鏡）對山水畫缺陷進行微觀分析，結果表明，山水畫缺陷在SEM下表現為二次電子信號較強的白亮區域。將白亮部位放大觀察，發現此處除正常基體晶粒外，表面多處粘附一層凸凹疏松、多孔和凹凸不平的膜狀物質。對缺陷部位進行面掃描發現，該部位氧含量偏高，其次存在微量的鋁和鈣。
????酸洗后試樣表面山水畫缺陷的截面形貌類似山包，中間峰高度約為3.18μm。通過分析缺陷的截面微觀形貌及能譜分析結果可見，缺陷處氧含量較高，存在明顯的鐵皮殘留及壓入痕跡，同時在膜狀物質與基體的界面處也發現了硅元素的存在，說明鐵皮界面處形成了高黏附力的鐵橄欖石相（Fe2SiO4），更易于造成鐵皮殘留的產生。
????影響熱軋帶鋼氧化鐵皮狀態的工藝參數包括板坯出爐溫度、在爐時間、R1和R2除鱗狀態、中間坯溫度控制情況、精軋除鱗狀態、機架間冷卻水的狀態、終軋與卷取溫度控制狀態和層流冷卻水控制狀態等。本文針對山水畫缺陷進行典型因素對比分析。
????加熱制度對山水畫缺陷的影響。實????際生產酸洗板的板坯入爐溫度為50—300℃，均為冷裝。在此溫度區間內對酸軋生產線跟蹤發現，酸洗后帶鋼表面均出現了山水畫缺陷；此時將出爐溫度控制為1280—1310℃，在爐時間控制為230—370min。在此溫度控制區間內對酸軋產線跟蹤發現，酸洗后帶鋼表面均出現了山水畫缺陷。可見，加熱制度對山水畫缺陷的影響并不明顯。
????粗軋除鱗道次對山水畫缺陷的影
????響。通過對比1，3道次除鱗和1，3，5道次除鱗后山水畫缺陷的形貌，得出：增加粗軋除鱗道次可明顯降低帶鋼表面山水畫缺陷的嚴重程度。
????精軋及卷取因素對山水畫缺陷的影
????響。精軋除鱗均進行過打靶試驗，以確保除鱗水弧面搭接量合適，且生產中精軋均采用雙道次除鱗。結果表明，上述措施對山水畫缺陷產生與否無明顯影響；調整機架間冷卻水流量，控制終軋目標溫度為890℃、實際控制精度為±20℃。結果表明，冷卻水流量無法明顯抑制山水畫缺陷的產生；卷取目標溫度主要有710℃、670℃兩種，實際控制精度為±20℃。結果表明，兩種卷取溫度下帶鋼表面均出現了山水畫缺陷。
????山水畫缺陷形成機理分析
????山水畫缺陷微觀特征的分析表明，表層存在氧化鐵為主的黏附性較強的物質是導致帶鋼表面產生山水畫缺陷的根本原因。對所有生產關聯性因素進行分析后發現，山水畫缺陷的產生與粗除鱗關系密切。與常規除鱗系統故障導致的氧化鐵皮壓入缺陷不同，山水畫缺陷只有在帶鋼酸洗后才能表現出來，進而影響下道工序產品表面質量，而在熱軋卷表面未觀察到任何異常之處。然而，山水畫缺陷處含有的膜狀氧化鐵確鑿地說明了熱軋板卷表層的氧化鐵皮去除不徹底。本文從山水畫缺陷的山峰具有沿軋向和逆軋向的雙向特征出發，分析如下：
????山水畫缺陷是由于中間坯在R2可逆軋制時除鱗不徹底所致。除鱗不徹底導致中間坯表層并非平整光滑，因此部分表面存在凸起或臺階。由于R2一般采用1，3，5道次除鱗，奇數道次除鱗均是中間坯進入R2時進行除鱗，一直采用該方向進行除鱗，在中間坯表層的凸起或臺階的背面凹坑處必然會殘留部分未除凈的氧化鐵皮。這些氧化鐵皮在后續的往復軋制中延伸并形成山峰的特征。由于是往復可逆軋制，這種山峰必然存在沿軋向和逆軋向的特征。
????控制措施及效果
????通過現場跟蹤發現，在R2采取1，3，5道次除鱗，比1，3道次除鱗更能減輕山水畫缺陷的嚴重程度，因此將R2的除鱗道次固化為3道次以上。同時，酌情增加第2道次或第4道次除鱗，從反方向去除殘留的氧化鐵皮。另外，結合生產線實際情況，采取了新型粗軋除鱗噴嘴，以保證除鱗扇面的重疊量，提高除鱗打擊力。
????通過改進粗軋除鱗系統參數，改進后的除鱗扇面重疊量為5—32mm，說明除鱗系統達到了對板卷表面的全覆蓋。增加除鱗道次和優化除鱗系統參數后，LCAK鋼酸洗后表面的山水畫缺陷得到明顯改善。
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